Solubilizzazione e invecchiamento: Leghe di alluminio

Vi sono varie leghe di alluminio lavorato e fuso che possono essere rese più resistenti mediante il trattamento di solubilizzazione e l’invecchiamento di vari tipi di rinvenimento.

Vantaggi

Le proprietà meccaniche dei componenti di lega trattabili termicamente possono essere ottimizzate mediante la selezione di una solubilizzazione e una sequenza del processo di invecchiamento appropriate. Per alcune leghe, la resistenza alla corrosione può, ad esempio, essere migliorata a scapito della resistenza in sé e viceversa.

A seconda della lega e della sezione trasversale al momento del trattamento di solubilizzazione, potenzialmente è possibile utilizzare vari metodi di raffreddamento per ridurre la deformazione.

Applicazioni e materiali

Le leghe di alluminio lavorato serie 2XXX (Al-Cu), 6XXX (Al-Mg-Si), 7XXX (Al-Zn-Mg-Cr) e 8XXX (Al-Li) e le leghe di alluminio fuso serie 2XX (Al-Cu), 3XX (Al-Mg-Si-Cu) e 7XX (Al-Zn) serie possono essere sottoposte a solubilizzazione e invecchiamento.

Il rinvenimento finale dei tipi T4X, T5X, T6X e T7X si ottiene in funzione della lega solo mediante trattamento termico. Il rinvenimento T3X e T8X si ottiene utilizzando una combinazione di trattamento termico e termomeccanica, come l’allungamento o la compressione delle forme semplici tra la solubilizzazione e l’invecchiamento.

Le leghe di alluminio lavorato e i tipi di rinvenimento più comuni sono 2014-T4, 2014-T6, 2024-T3, 2024-T4, 2024-T6, 2024-T8, 2219-T3, 2219-T4, 2219-T6, 2219-T8, 2618-T6, 2618-T61, 6061-T4, 6061-T6, 7050-T74, 7075-T6, 7075-T73, 7075-T74, 7075-T76, 7175-T74. Le leghe di alluminio fuso più comuni sono A201-T7, A206-T7, C355-T6, A356-T6, A357-T6.

Dettaglio dei processi

La solubilizzazione viene in genere eseguita a temperature tra 450 e 575 °C (842-1067 °F) all’aria, seguita da una tempra rapida in acqua fredda, calda, bollente (rinvenimento -T61), una soluzione di acqua-polimero (glicole), spruzzi d’acqua o aria forzata. L’invecchiamento naturale del rinvenimento T4 avviene a temperatura ambiente per le leghe 2XXX, 6XXX, 2XX e 3XX e la maggior parte raggiunge un rinvenimento stabile dopo 96 ore. L’invecchiamento artificiale tra 93-245 °C (199-473 °F) viene utilizzato per ottenere un rinvenimento T6 e T7X.

Subito dopo la tempra successiva alla solubilizzazione, tutte le leghe sono relativamente morbide e possono essere moderatamente formate o raddrizzate, se l’operazione viene eseguita entro un paio di ore. Queste leghe vengono indurite naturalmente per invecchiamento a temperatura ambiente e la loro durezza aumenta gradualmente con il tempo dopo la tempra. Se necessario, è possibile evitare questa reazione mediante trattamento criogenico ad una temperatura inferiore a 0 °C (32 °F) per formare o raddrizzare il materiale per oltre un paio di ore dopo la tempra. Il raffreddamento al di sotto di circa -23 °C (-10 °F) o oltre è necessario per mantenere il rinvenimento di tempra (AQ) durante la conservazione prolungata superiore a qualche giorno.

Per la massima formabilità prima della solubilizzazione e dell’invecchiamento, queste leghe devono essere completamente ricotte per ottenere un rinvenimento estremamente morbido mediante riscaldamento a 400-425 °C (752-797 °F) per poi essere raffreddate lentamente (28 °C o 50 °C all’ora o più lentamente) fino ad una temperatura inferiore a 235°C (455°F), formate, quindi sottoposte a solubilizzazione e invecchiamento.